Repositório Institucional - RI

Caracterização parcial de bacteriocinas produzidas por bactérias de silagem e de líquido ruminal de bovinos

Laura Bonato Alves Oliveira

Harleson Lopes de Mesquita

Aline Dias Paiva

Flávio de Oliveira Ferraz

Leopoldina Leonor Fagundes

Por

Brasil

Faculdade de Ciências Médicas e da Saúde de Juiz de Fora

Farmácia

FCMS/JF

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Bacteriocinas, Liquido ruminal, Silagem

Introduction: In recent years, bacteriocins have been a topic of interest among researchers due its potential application on food industry and infection control in humans, animals and plants. The ruminal fluid and the silage, competitive environments with high microbial diversity, are suitable for the isolation of bacteriocinogenic bacteria. Objective: To assess the production of bacteriocin by Gram-positive bacteria isolated from silage and bovine rumen. Metodology: The production of bacteriocins was assessed by the overlying method, using Listeria monocytogenes and Streptococcus macedonicus as indicator microorganisms. To exclude the action of interfering factors on the antagonistic activity, the presence of bateriophages and the pH were evaluated. The spectrum of activity was determined using Gram-positive and Gram-negative bacteria (n=14). For the extraction of antimicrobial peptides, different strategies were used; the peptidic nature of the extracts was determined by sensitivity to proteinase K. Additionally, the extracts were evaluated regarding the sensitivity to temperature and pH variation. Results and Discussion: Of the 68 evaluated isolates, 29 showed inhibitory activity against Streptococcus macedonicus and/or Listeria monocytogenes; of which, 21 isolates, that showed inhibition halos greater than or equal to 6mm, were selected. The presence of bacteriophages or acidic pH did not influence the antagonist activity detected. The extraction with CaCl2, 100mM and pH 2, was the best strategy adopted, allowing to obtain six extracts, that inhibited Listeria monocytogenes and were sensitive to the proteolytic action of proteinase K. The crude extracts obtained from the isolates 150 and 58 maintained their antimicrobial activity when submitted to different temperatures and pH values. Conclusion: The results showed that the bacteria isolated from rumen and silage, produced bacteriocins with broad spectrum of activity, stable to different temperatures and extremes of pH, showing potential for biotechnological applications. Additional studies are required to optimize the extraction process and to purify the antimicrobial peptides.

Introdução: As bacteriocinas têm despertado o interesse de pesquisadores nos últimos anos em função de sua potencial aplicação na indústria de alimentos e no controle de infecções em humanos, animais e vegetais. O líquido ruminal e a silagem, ambientes competitivos e com alta diversidade microbiana, são propícios para o isolamento de bactérias bacteriocinogênicas. Objetivo: Avaliar a produção de bacteriocinas por bactérias Gram-positivas isoladas de silagem e do rúmen de bovinos. Metodologia: A produção de bacteriocinas foi avaliada pelo método da sobrecamada, utilizando como microrganismos indicadores Listeria monocytogenes e Streptococcus macedonicus. Para excluir a ação de interferentes sobre a atividade antagonista foram avaliadas a presença de bacteriófagos e o pH. O espectro de ação foi determinado utilizando bactérias Gram-positivas e Gram-negativas (n=14). Para extração dos peptídeos antimicrobianos foram utilizadas diferentes estratégias e o caráter peptídico dos extratos obtidos foi determinado pela sensibilidade à proteinase K. Adicionalmente, os extratos foram avaliados quanto à sensibilidade à temperatura e variações de pH. Resultados e Discussão: Dos 68 isolados avaliados, 29 apresentaram atividade inibitória contra Streptococcus macedonicus e/ou Listeria monocytogenes, sendo selecionados 21 isolados que apresentaram halos de inibição maior ou igual a 6 mm. Não foi detectada presença de bacteriófagos ou influência do pH sobre a atividade antagonista detectada. A extração com CaCl2 a 100mM e pH 2 foi a melhor estratégia adotada, possibilitando a obtenção de seis extratos, que inibiram Listeria monocytogenese e foram sensíveis à ação proteolítica de proteinase K. Os extratos brutos obtidos a partir dos isolados 150 e 58 mantiveram sua atividade antimicrobiana quando submetidos a diferentes temperaturas e valores de pH.Conclusão: Os resultados obtidos demonstraram que os isolados ruminais e de silagem produziram bacteriocinas com amplo espectro de ação, estáveis à temperatura e extremos de pH, apresentando potencial para aplicação biotecnológica. Estudos adicionais são necessários para otimizar o processo de extração e purificar os peptídeos antimicrobianos.